29 / Імпульсно-кодова модуляція.

В імпульсній модуляції як носій модульованих сигналів використовуються послідовності імпульсів, як правило – прямокутних. У бездротових системах передачі даних в радіозв'язку ці послідовності заповнюються високочастотними коливаннями, створюючи тим самим подвійну модуляцію. Як правило, ці види модуляції застосовуються при передачі дискретизованих даних.

У залежності від вигляду модульованого параметра розрізняють такі види модуляції.

1. Амплітудно-імпульсна модуляція (АІМ), – var. (рис. 3.11)

2. Широтно-імпульсна модуляція (ШІМ), – var.

3. Фазово-імпульсна модуляція (ФІМ), – var, тобто змінюється положення імпульсу на інтервалі .

4. Частотно-імпульсна модуляція (ЧІМ), – var.

Для прямокутних імпульсів найбільш широко використовуються амплітудно-імпульсна (АІМ) і широтно-імпульсна (ШІМ) модуляції.

Рисунок 3.11 – Основні види імпульсної модуляції

Модуляцію розрізняють також за характером зв'язку між вхідним (модулюючим) сигналом і модульованим параметром на модуляцію I-го, ІІ-го роду (рис. 3.12).

Рисунок 3.12 – Види імпульсної модуляції за характером зв'язку між вхідним сигналом і модульованим параметром

Якщо модульований параметр визначається значеннями вхідного сигналу у фіксовані, рівновіддалені один від одного моменти часу (тактові), то це модуляція першого роду (АІМ-I, ШІМ-І і т. д.) Якщо значення модульованого параметра визначаються деяким функціоналом від вхідного сигналу, або визначаються в результаті розв’язання трансцендентних рівнянь, то це модуляція другого роду (АІМ-II, ШІМ-ІІ і т. д.) Іншими словами, якщо модульований параметр у процесі існування імпульсу залишається постійним, то це модуляція першого роду, якщо ж модульований параметр змінюється відповідно до поточного значення вхідного сигналу – то це модуляція другого роду.

Модуляційною характеристикою імпульсного елемента називається залежність величини модульованого параметра імпульсної послідовності від відповідних дискретних значень вхідної величини. Ця характеристика може бути лінійною або нелінійною. ШІМ і ЧІМ нелінійні за своєю природою. Так, для ШІМ найменша тривалість імпульсу дорівнює нулю, а найбільша – періоду . Модуляційна характеристика може мати вигляд як на рис. 3.13.

Рисунок 3.13 – Приклад модуляційної характеристики

Відмітимо, що широтно-імпульсна модуляція з наступним виділенням постійної складової може досить ефективно використовуватися (і використовується) для спостереження за середнім рівнем сигналу й автоматичного регулювання його динамічного діапазону, як, наприклад, у системах установки гучності звуку і яскравості кольорів і зображення в цілому в сучасних телевізійних установках.

Часова імпульсна модуляція є девіацією імпульсів по часовій осі за законом сигналу, що модулює, і власне кажучи аналогічна кутовій модуляції гармонічної несучої. Вона також може бути фазовою (ФІМ) або частотною (ЧІМ).

Кодово-імпульсна модуляція полягає в тому, що в точках дискретизації модулючого сигналу виконується квантування його значень і кодування квантованих значень, як правило, у двійковій системі числення. Кодовані значення потім передаються за допомогою відповідної кодової послідовності стандартних символів.